背景技術(shù)：

通過增材制造工藝生成的三維物體可以以逐層方式形成。在增材制造的一個示例中，通過固化構(gòu)造材料的層的部分來生成物體。在示例中，構(gòu)造材料可以是粉末、流體或片狀材料的形式。通過將試劑印刷在構(gòu)造材料的層上，可獲得預(yù)期的固化和/或物理屬性。能量可被施加到該層，并且已施加試劑的構(gòu)造材料可一經(jīng)冷卻就聚結(jié)和固化。在其它示例中，可通過將擠出的塑料或噴射的材料用作構(gòu)造材料來生成三維物體，構(gòu)造材料固化以形成物體。

一些生成三維物體的打印工藝使用從三維物體的模型生成的控制數(shù)據(jù)。該控制數(shù)據(jù)可例如指定向構(gòu)造材料施加試劑的位置或構(gòu)造材料自身可被放置的位置，以及要被放置的量。

附圖說明

為了更完整的理解，現(xiàn)在參考結(jié)合附圖進(jìn)行的下述說明，其中：

圖1是其中生成三維半色調(diào)閾值矩陣的方法的示例的流程圖；

圖2是其中生成三維半色調(diào)閾值矩陣的方法的示例的流程圖；

圖3是用于生成用于制作三維物體的控制數(shù)據(jù)的處理設(shè)備的示例的簡化示意圖；以及

圖4是用于生成用于制作三維物體的控制數(shù)據(jù)的方法的示例。

具體實(shí)施方式

本文描述的一些示例提供用于生成可被用以制作三維物體的控制數(shù)據(jù)的裝置和方法。一些示例允許對具有各種指定的物體屬性的任意三維內(nèi)容進(jìn)行處理并將其用于生成三維物體。這些物體屬性可以包括：外觀屬性(顏色、透明度、光澤度等)、電導(dǎo)率、密度、孔隙度和/或諸如強(qiáng)度等機(jī)械屬性。

在本文的一些示例中，三維空間以“體素”即三維像素為特征，其中每個體素占據(jù)離散體積。在對三維物體進(jìn)行數(shù)據(jù)建模時，給定位置處的體素可以具有至少一個特征。例如，它可以為空、或者可以具有特定的顏色、或可以表示特定的材料或特定的物體屬性等。

在一些示例中，對表示三維物體的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，以生成將被用于生成物體的控制數(shù)據(jù)。

在一些示例中，材料體積覆蓋表示對打印材料數(shù)據(jù)進(jìn)行定義，例如，對打印材料(例如，將被沉積到構(gòu)造材料層上的試劑或者在一些示例中的構(gòu)造材料自身)的數(shù)量、以及若恰當(dāng)則對打印材料的組合進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。在一些示例中，這可以被規(guī)定為比例體積覆蓋率(proportionalvolumecoverage)(例如，構(gòu)造材料層的區(qū)域的x％應(yīng)該具有施加于其上的試劑y)。這種打印材料可以與諸如例如顏色、透明度、柔韌性、彈性、剛度、表面粗糙度、孔隙度、導(dǎo)電性、層間強(qiáng)度、密度等的物體屬性相關(guān)、或者被選擇以提供諸如例如顏色、透明度、柔韌性、彈性、剛度、表面粗糙度、孔隙度、導(dǎo)電性、層間強(qiáng)度、密度等的物體屬性。

可以使用半色調(diào)(halftoning)技術(shù)來確定如控制數(shù)據(jù)中所指定的每種打印材料(例如，試劑的一滴)應(yīng)被施加的實(shí)際位置。

例如，物體模型數(shù)據(jù)內(nèi)的一組體素可以具有相關(guān)聯(lián)的一組材料體積覆蓋率矢量。在一個簡單的情況下，這樣的矢量可以指示三維空間的給定區(qū)域的x％應(yīng)具有施加于其上的特定試劑，而(100-x)％應(yīng)不用試劑。隨后，材料體積覆蓋表示可以提供用于“半色調(diào)”處理的輸入，以生成可由增材制造系統(tǒng)用來制作三維物體的控制數(shù)據(jù)。例如，可以確定，為了產(chǎn)生特定的物體屬性，構(gòu)造材料層(或?qū)拥囊徊糠?的25％應(yīng)具有施加于其上的試劑。半色調(diào)處理例如通過對每個位置與在半色調(diào)閾值矩陣中提供的閾值進(jìn)行比較，來確定試劑滴落在哪里，以便提供25％的覆蓋率。

在一些示例中，用于表示三維結(jié)構(gòu)或物體的數(shù)據(jù)被“柵格化”，即被轉(zhuǎn)換為一系列的離散位置。經(jīng)柵格化的數(shù)據(jù)可以處于三維打印裝置的可打印分辨率下，控制數(shù)據(jù)可以被提供至該3d打印裝置。

在一些示例中，生成控制數(shù)據(jù)，使得根據(jù)該數(shù)據(jù)生成的物體具有子結(jié)構(gòu)。例如，該物體可旨在具有開放的網(wǎng)格狀結(jié)構(gòu)，這可以使其較輕和/或耐沖擊和/或減少材料的使用量。術(shù)語“子結(jié)構(gòu)”被用于與物體模型的形狀和形式區(qū)分開。

圖1是用于生成三維半色調(diào)閾值矩陣的方法的示例。這樣的矩陣可用來生成具有子結(jié)構(gòu)的物體。

在塊102中，接收表示三維材料結(jié)構(gòu)的子結(jié)構(gòu)模型。該材料結(jié)構(gòu)可例如表示網(wǎng)狀或晶格狀結(jié)構(gòu)。在體素的方面考慮，被材料結(jié)構(gòu)占用的物理空間可包括相對大比例的未占用或空的體素。該結(jié)構(gòu)可以是連續(xù)的規(guī)則結(jié)構(gòu)，諸如由空間填充多面體或棱柱體((因此可以形成規(guī)則結(jié)構(gòu))形成的網(wǎng)格或三維晶格；或不規(guī)則(例如，分支狀或靜脈狀)。該結(jié)構(gòu)可以是一致的，或可在其體積上變化。

在一些示例中，子結(jié)構(gòu)模型可以是明確的、完全定義的三維模型，例如被定義為矢量物體。在其它示例中，模型可以以數(shù)學(xué)或算法基礎(chǔ)被定義，例如被定義為當(dāng)被執(zhí)行時能夠構(gòu)造或生成子結(jié)構(gòu)模型的表示的計(jì)算機(jī)可讀指令。

在塊104中，子結(jié)構(gòu)模型中的、存在結(jié)構(gòu)的每個位置被半色調(diào)閾值填充，以提供三維半色調(diào)閾值矩陣。該半色調(diào)閾值矩陣可適合用于生成控制數(shù)據(jù)，該控制數(shù)據(jù)用于利用增材制造設(shè)備制造三維物體，例如使得所生成的物體具有由子結(jié)構(gòu)模型指定的子結(jié)構(gòu)。

圖2是示出了生成三維半色調(diào)閾值矩陣的方法的第二示例。在塊202中，接收指示要被生成的物體的信息。該信息例如可包括尺寸、形狀、輪廓和分辨率的信息中的任何一個。在塊204中，接收表示三維材料結(jié)構(gòu)的子結(jié)構(gòu)模型，例如上面關(guān)于塊102所描述的。

在該示例中，在塊206中，根據(jù)指示要被生成的物體的信息來縮放三維材料結(jié)構(gòu)。這允許生成合適尺寸的子結(jié)構(gòu)模型。

在一些示例中，縮放材料結(jié)構(gòu)可包括：平鋪(tile)或復(fù)制該結(jié)構(gòu)的基本“種子”元素。在其它示例中，縮放材料結(jié)構(gòu)可包括：縮放材料結(jié)構(gòu)或其基本元素本身：例如，如果結(jié)構(gòu)由立方結(jié)構(gòu)組成，則立方體的尺寸可根據(jù)該信息來設(shè)置?？s放可包括匹配要被生成的物體的總尺寸(使得例如物體和材料結(jié)構(gòu)是基本上相同的尺寸，或可用相同大小的體素陣列描述)。在其它示例中，縮放可包括匹配物體的部分的尺寸使其具有該子結(jié)構(gòu)(即，子結(jié)構(gòu)可根據(jù)所生成的物體而變化)。縮放可包括考慮要被生成的物體的最小特征的尺寸，并且確保這樣的細(xì)節(jié)可用合適比例的材料結(jié)構(gòu)表示?？s放還可包括考慮針對要被生成的物體指定的屬性，諸如位于特定體積中的材料的量，以確保物體具有指定的強(qiáng)度。

縮放可自動或利用用戶輸入實(shí)現(xiàn)。在一些示例中，特定結(jié)構(gòu)(例如，規(guī)則的立方晶格)可以以多個分辨率/比例被定義(例如，將不同尺寸的立方體用作基本元素)，使得縮放三維材料結(jié)構(gòu)包括選擇預(yù)定義的結(jié)構(gòu)中的一個。

接著，生成具有(縮放的)材料結(jié)構(gòu)的子結(jié)構(gòu)模型的柵格化表示(塊208)。在一些示例中，該表示可包括多個平面，每個平面被柵格化為離散位置。如上文概述，如果材料結(jié)構(gòu)包括相對大比例的未占用體素的或空的體素，則每個平面可以是部分或稀疏地填充的值陣列。在一些示例中，陣列是二元的：結(jié)構(gòu)存在于一位置或不存在。在一些示例中，陣列可以是多個二進(jìn)制位圖的形式，每個二進(jìn)制位圖表示材料結(jié)構(gòu)的平面。

指示在塊210中，接收到半色調(diào)閾值數(shù)據(jù)。在一個示例中，該數(shù)據(jù)可以作為半色調(diào)閾值矩陣接收。在一個示例中，閾值矩陣可以包括與三維子結(jié)構(gòu)模型自身相同的維度(即，為三維閾值矩陣)。在其他示例中，閾值數(shù)據(jù)可以以不同的形式(例如，可以使用更大的閾值矩陣中的部分)來供應(yīng)、或者可以根據(jù)存儲的計(jì)算機(jī)可讀指令來生成、等等。

在該示例中，半色調(diào)數(shù)據(jù)包括閾值陣列。在一個示例中，閾值用于執(zhí)行半色調(diào)操作，該半色調(diào)操作將閾值矩陣的值與用于指示打印材料(例如試劑(多個試劑)或試劑組合)的概率分布的值(例如表示為mvoc(材料體積覆蓋率)矢量)進(jìn)行比較。這將根據(jù)閾值來選擇單個的“狀態(tài)”(可能的材料或材料組合中的一個)。

打印材料體積覆蓋率可以在物體內(nèi)部發(fā)生變化，并且在構(gòu)建半色調(diào)閾值數(shù)據(jù)的時候可以對該種變化加以考慮。例如，本來具有“連續(xù)色調(diào)”閾值的閾值矩陣(或多個矩陣)可以被格式化以具有局部變異性。在一些示例中，材料體積覆蓋率可以在平面之間發(fā)生變化。

在塊212中，用半色調(diào)閾值來填充材料結(jié)構(gòu)的存在子結(jié)構(gòu)模型的每個位置。在子結(jié)構(gòu)模型已經(jīng)被柵格化為一系列陣列的示例中，該系列因此而提供(如果視為堆棧)三維半色調(diào)閾值矩陣，該三維半色調(diào)閾值矩陣攜帶子結(jié)構(gòu)模型的結(jié)構(gòu)：由于矩陣在表征結(jié)構(gòu)的位置之外的所有位置中為空，所以無論針對該位置指定的體積覆蓋率如何，應(yīng)用該矩陣都將導(dǎo)致在該空位置處不使用打印材料。該閾值矩陣可以被應(yīng)用于物體模型數(shù)據(jù)，以生成用于制作三維物體的控制數(shù)據(jù)(塊214)。

半色調(diào)閾值可以根據(jù)諸如空隙和群集矩陣、誤差擴(kuò)散技術(shù)、基于抖動的技術(shù)、am-屏幕、群集點(diǎn)型圖案等半色調(diào)技術(shù)來確定。在其他示例中，不是提供三維矩陣并使用它來填充子結(jié)構(gòu)模型，而是可以使用例如根據(jù)這些技術(shù)之一而確定的半色調(diào)數(shù)據(jù)，來直接填充子結(jié)構(gòu)模型。

圖3示出可以被用于生成用于制作三維物體的控制數(shù)據(jù)的處理裝置300的示例。該示例中的裝置300包括：接口302、圖像處理器304、映射模塊306、半色調(diào)發(fā)生器308、以及子結(jié)構(gòu)模塊310。

在圖3的示例中，用于表示三維模型物體312的數(shù)據(jù)包括：物體模型數(shù)據(jù)316以及物體屬性數(shù)據(jù)318。物體模型數(shù)據(jù)316可以對模型物體312的至少一部分的三維模型進(jìn)行定義。在圖3中，物體312是簡單的立方體，但是將會理解，物體可以具有其他更為復(fù)雜的形式。模型物體312可以對三維坐標(biāo)系統(tǒng)中的物體的全部或部分的形狀和范圍(例如，物體的實(shí)心部分)進(jìn)行定義。物體模型數(shù)據(jù)316可以通過計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(cad)應(yīng)用來生成。物體屬性數(shù)據(jù)318對將要生成的三維物體的至少一個物體屬性進(jìn)行定義。在一種情況下，物體屬性數(shù)據(jù)318可以包括：針對將要生成的物體的至少一部分的顏色、柔性、彈性、剛度、表面粗糙度、孔隙度、層間強(qiáng)度、密度、導(dǎo)電性等。物體屬性數(shù)據(jù)318例如可以針對將要生成的物體的整體來定義(例如，全局屬性數(shù)據(jù))、或者針對將要生成的物體的一個或多個部分來定義(例如，局部屬性數(shù)據(jù))。物體屬性數(shù)據(jù)318還可以被用于針對物體的一部分或多個部分來定義多個物體屬性。

當(dāng)用于生成三維物體時，控制數(shù)據(jù)314將基于輸入物體數(shù)據(jù)316、318以及子結(jié)構(gòu)模型310中指定的結(jié)構(gòu)來生成物體。

更詳細(xì)而言，接口302接收用于表示三維模型物體312的數(shù)據(jù)316、318。在一些示例中，接口302可以將物體模型數(shù)據(jù)316和物體屬性數(shù)據(jù)318作為單個文件來接收；在其他示例中，接口302可以將物體模型數(shù)據(jù)316和/或物體屬性數(shù)據(jù)318的部分作為多個數(shù)據(jù)對象來接收，其中物體模型數(shù)據(jù)316和物體屬性數(shù)據(jù)318分布在多個相關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中。在一個示例中，物體模型數(shù)據(jù)316可以包括在三維(本文中也稱為[x，y，z])空間中定義的體素。給定的體素可以具有用于指示模型物體312的一部分是否存在于該位置的相關(guān)數(shù)據(jù)。如上所述，物體屬性數(shù)據(jù)318可以包括全局的物體屬性數(shù)據(jù)和局部的物體屬性數(shù)據(jù)，例如，如在物體屬性數(shù)據(jù)318中定義的某些物體屬性值可以與用于定義物體的每個體素相關(guān)聯(lián)，和/或，某些物體屬性值可以與一組體素(例如，范圍從單個體素到與該物體相關(guān)聯(lián)的所有體素)相關(guān)聯(lián)。在一種情況下，用于表示三維物體的數(shù)據(jù)包括三維物體的模型，該三維物體的模型具有在模型內(nèi)的每個位置(例如，在每個[x，y，z]坐標(biāo))處指定的至少一個物體屬性。

在該示例中，圖像處理器304從接口302接收物體模型數(shù)據(jù)316和物體屬性數(shù)據(jù)318。圖像處理器304至少對物體模型數(shù)據(jù)316進(jìn)行處理，并且生成三維物體的柵格化表達(dá)。在示例中，圖像處理器304可以生成隨后被柵格化的三維物體的模型的平行平面的切片。每個切片可以涉及增材制造系統(tǒng)中的構(gòu)造材料的相應(yīng)層的一部分。在使用三坐標(biāo)的系統(tǒng)(例如使用[x，y，z]坐標(biāo))的三維空間中，這些平行平面可以是z切片、是平行于x軸和y軸(或xy平面)的平面。每個z切片可以包括具有公共z坐標(biāo)并在x和y維度上延伸的模型的部分。z切片的數(shù)量可以取決于z維度的細(xì)節(jié)的分辨率和/或構(gòu)造材料的層的輸出分辨率。

在該示例中，圖像處理器304輸出多個二維柵格對象320，每個二維柵格對象320表示在其中定義了模型物體312的三維空間的平面。這些二維柵格對象中的每一個二維柵格對象可以包括諸如位圖等的圖像。

在該示例中，圖像處理器304將至少一個物體屬性值與柵格對象中的每個位置相關(guān)聯(lián)。例如，每個柵格對象可以包括在x和y維度上延伸的一組像素；然后可以將每個像素與至少一個物體屬性值相關(guān)聯(lián)。在物體屬性中的一個定義了顏色的情況下，可以在色彩空間中定義顏色，諸如：單色連續(xù)色調(diào)空間(例如，灰度級)；紅色、綠色、藍(lán)色(rgb)色彩空間；國際照明委員會(cie)1931xyz色彩空間，其中使用三個變量('x'，′y'和'z'或三色的值)來對一顏色進(jìn)行建模；cie1976(l*，a*，b*-cielabor'lab')色彩空間，其中三個變量表示亮度('l')和相對的顏色尺寸('a'和'b')；或任何其他色彩空間或被導(dǎo)出的色彩空間。這些色彩空間中的顏色值可以包括連續(xù)色調(diào)值，例如預(yù)定義的數(shù)值范圍內(nèi)的值。例如，在簡單的情況下，rgb顏色值可以包括三個8比特的值，因此，每個紅色值、綠色值和藍(lán)色值可以在0至255的范圍內(nèi)?？梢噪[式地和/或顯式地定義物體屬性，并且物體屬性可以包括尤其以下中的任何一個：靈活性值；彈性值；剛度值；表面粗糙度值；孔隙度值；強(qiáng)度值和密度值。

映射模塊306接收圖像處理器304的輸出，并將由圖像處理器304生成的柵格化表達(dá)映射到三維物體的體積覆蓋表示。在該示例中，映射模塊306接收如上所述的柵格對象。這些可以逐個地(例如以表示物體的上升高度的順序)接收，或作為集合(例如，模型物體的所有切片)接收。在一個示例中，映射模塊306將物體屬性映射到材料體積覆蓋率(mvoc)矢量。在一些示例中，映射模塊306可以從接口302直接地接收物體模型數(shù)據(jù)316和物體屬性數(shù)據(jù)318。

mvoc矢量可以具有多個值，其中每個值針對三維物體的層中的可尋址位置中的每種打印材料或打印材料的每種組合定義一個比例。例如，在具有兩種可用的打印材料(例如，試劑)m1和m2的增材制造系統(tǒng)中，其中每種打印材料可以獨(dú)立地沉積在三維物體的層的可尋址區(qū)域中，在給定的mvoc矢量中可以存在22(即，四個)比例：沒有m2時針對m1的第一比例；沒有m1時針對m2的第二比例；針對m1和m2過度沉積(即，組合)時的第三比例(例如，m2沉積在m1上，或者反之亦然)；以及針對不存在m1和m2時的第四比例。在這種情況下，mvoc矢量可以是：[m1，m2，m1m2，z]、或者具有示例值[0.2，0.2，0.5，0.1]，即，在z切片中給定的[x，y]位置處，沒有m2時的20％的m1，沒有m1時的20％的m2，50％的m1和m2，以及10％的空。由于每個值都是一個比例，并且值集合表示可用的材料組合，所以每個矢量中的值的集合總和為1或100％。

例如，在試劑有色的情況下，mvoc矢量可隨后被確定以生成選擇試劑組合，該選擇試劑組合生成與提供的物體屬性(例如提供的rgb值)之間的匹配。該匹配可在映射中隱含。

半色調(diào)模塊308和子結(jié)構(gòu)模塊310對體積覆蓋表示(例如包括至少一個mvoc矢量)直接且獨(dú)立地進(jìn)行操作，或已被結(jié)合使得子結(jié)構(gòu)被半色調(diào)模塊308填充以提供半色調(diào)閾值矩陣。子結(jié)構(gòu)模塊310的材料結(jié)構(gòu)可包括任何結(jié)構(gòu)，諸如規(guī)則三維格子(例如，基于諸如立方體和八面體等的任何空間填充多面體的蜂窩狀結(jié)構(gòu))、空間填充多面體或仿生學(xué)形狀(例如，脈狀或樹枝狀設(shè)計(jì))。這些子結(jié)構(gòu)類型中的每個可被稱為子結(jié)構(gòu)模型。在一些示例中，子結(jié)構(gòu)模型可通過具有輸入三維模型來明確地定義和/或使用cad程序設(shè)計(jì)，該輸入三維模型描述其整體的幾何結(jié)構(gòu)，例如在矢量域。在其它示例中，子結(jié)構(gòu)模型的結(jié)構(gòu)可隱式地或分析地定義，例如就是基于規(guī)則格子、空間填充多面體或分形，或者根據(jù)機(jī)器可讀指令生成。在一些示例中，子結(jié)構(gòu)模型可由可鋪排的元素組成，使得結(jié)構(gòu)(例如立方體結(jié)構(gòu)或八面體結(jié)構(gòu)，或樹枝狀元素)可在形成子結(jié)構(gòu)模型時重復(fù)。這種可鋪排的元素可用作種子以提供要被生成的物體的子結(jié)構(gòu)。在一些示例中，子結(jié)構(gòu)模塊310可平鋪基本元素或種子，例如立方體或其它形狀，以提供子結(jié)構(gòu)模型322。在一些示例中，子結(jié)構(gòu)模塊310可生成子結(jié)構(gòu)模型322的柵格化表示。

半色調(diào)模塊308和子結(jié)構(gòu)模塊310或直接且獨(dú)立地、或組合地對體積覆蓋表示(例如包括至少一個mvoc矢量)進(jìn)行操作，從而通過半色調(diào)模塊308對子結(jié)構(gòu)進(jìn)行填充，以提供半色調(diào)閾值矩陣。子結(jié)構(gòu)模塊310的材料結(jié)構(gòu)可以包括任何結(jié)構(gòu)，諸如常規(guī)的三維晶格(例如，基于任何空間填充多面體(諸如立方體和八面體等)的蜂窩狀結(jié)構(gòu))、空間填充的多面體、或生物模擬的形式(例如靜脈或分支狀的設(shè)計(jì))等。這些子結(jié)構(gòu)類型中的每一種類型可以被稱為子結(jié)構(gòu)模型。在一些示例中，子結(jié)構(gòu)模型可以通過具有例如在矢量域中描述其整體幾何形狀的輸入三維模型來明確地定義、和/或使用cad程序來設(shè)計(jì)。在其他示例中，子結(jié)構(gòu)模型的結(jié)構(gòu)可以例如基于規(guī)則晶格、填充空間多面體或分形體來隱式地或解析地定義、或者另外根據(jù)機(jī)器可讀指令來生成。在一些示例中，子結(jié)構(gòu)模型可以由可平鋪(tile-able)元素形成，使得結(jié)構(gòu)(例如立方體結(jié)構(gòu)、或八面體結(jié)構(gòu)、或分支狀元素)在形成子結(jié)構(gòu)模型的過程中可以被重復(fù)?？梢允褂眠@樣的可平鋪元素作為種子來提供將要生成的物體的子結(jié)構(gòu)。在一些示例中，子結(jié)構(gòu)模塊310可平鋪基本元素或種子(例如立方體或其它形狀)，以提供子結(jié)構(gòu)模型322。在一些示例中，子結(jié)構(gòu)模塊310可生成子結(jié)構(gòu)模型322的柵格化表示。

在一些示例中，子結(jié)構(gòu)模塊310可改變基本單元或種子的大小。這可確保物體的特征，諸如更精細(xì)的特征可被表示在所生成的物體中。

在圖3的示例中，子結(jié)構(gòu)模型322包括堆疊的立方體網(wǎng)格或其占用的體積相對稀疏的立方晶格結(jié)構(gòu)。子結(jié)構(gòu)模塊310可有效地復(fù)制或平鋪表示多個立方體或立方體網(wǎng)格的數(shù)據(jù)，直至子結(jié)構(gòu)模型322占用與模型物體312相同的體積。在其它示例中，其它形狀或形態(tài)可被復(fù)制和平鋪以形成子結(jié)構(gòu)模型322，或者子結(jié)構(gòu)模型可以例如通過空間填充多面體作為一個整體例如填充預(yù)定體積來“生長”，該預(yù)定體積可以與模型物體312的體積相同。

半色調(diào)模塊308提供半色調(diào)閾值數(shù)據(jù)，在一個示例中該半色調(diào)閾值數(shù)據(jù)具有至少一個存儲的半色調(diào)閾值矩陣。

半色調(diào)模塊308和子結(jié)構(gòu)模塊310一起生成半色調(diào)閾值矩陣，其填充有指令以選擇性地使打印材料被沉積在存在子結(jié)構(gòu)的位置上，并且該半色調(diào)閾值矩陣?yán)缈梢砸葬槍ζ矫嬷械南袼氐囊唤M離散打印材料選擇的形式，應(yīng)用于體積覆蓋表示(例如，mvoc矢量)以生成控制數(shù)據(jù)，其中跨越該平面的區(qū)域的離散值可表示體積覆蓋表示中所述的比例。在一些示例中，子結(jié)構(gòu)模型322在被填充之前被柵格化。在圖3的示例中，物體的一些平面將具有方格網(wǎng)狀圖案，而其它平面將包含稀疏矩陣，表示堆疊的立方體的向上延伸側(cè)的橫截面。

在圖4中列出了生成用于制作三維物體的控制數(shù)據(jù)的方法的示例。在塊402中，獲取三維位圖，該三維位圖包括表示三維模型物體(其可以是物體的全部或一部分)的m×n×l體素陣列，其中m、n和l是正整數(shù)，并且其中每個體素位于唯一的三維位置。在一些示例中，m×n×l體素陣列是圍繞(enclose)三維模型物體的至少一部分(并且在一些示例中是全部)的長方體。在塊404，將表示三維物體的每個體素映射到體積覆蓋表示，體積覆蓋表示在一位置處將打印材料指定為一組可用打印材料的比例。在一些示例中，在被如此映射之前，可將模型物體柵格化為多個平面。使用的平面的數(shù)量可取決于若干因素中的一個任意因素，例如，提供屬性和/或表面處理的構(gòu)造材料的類型、聚結(jié)劑的類型、所使用的聚結(jié)改性劑的類型、每層的厚度等。

在塊406中，獲取子結(jié)構(gòu)模型，該子結(jié)構(gòu)模型包括表示材料結(jié)構(gòu)的m×n×l體素陣列。這種子結(jié)構(gòu)模型可以遵循預(yù)定的原則，以種子或基本元素(諸如立方體或其他空間填充多面體等)為基礎(chǔ)，或通過種子或基本元素(諸如立方體或其他空間填充多面體等)來生長?？纱嬖诙鄠€子結(jié)構(gòu)模型，并且獲取子結(jié)構(gòu)模型可包括選擇子結(jié)構(gòu)模型。子結(jié)構(gòu)可以是相對開放的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。子結(jié)構(gòu)可能會隨其體積而變化。子結(jié)構(gòu)模型被半色調(diào)數(shù)據(jù)填充以提供三維半色調(diào)閾值矩陣。在一些示例中，在被填充之前，子結(jié)構(gòu)可被柵格化為平面。平面的數(shù)量可與作為模型物體的切片的數(shù)量相同。

接著，將體積覆蓋表示與表示相同三維位置的閾值矩陣的閾值進(jìn)行比較，以生成控制數(shù)據(jù)，該控制數(shù)據(jù)用于基于模型物體打印三維物體并且具有根據(jù)子結(jié)構(gòu)模型的材料子結(jié)構(gòu)(塊408)。

在本文中的一些示例中，模型物體以物體可被生成的順序被提供。但是，所生成的物體預(yù)期具有不作為模型物體數(shù)據(jù)但是作為半色調(diào)操作的一部分來提供的子結(jié)構(gòu)。這允許子結(jié)構(gòu)隨后在設(shè)計(jì)流程中被指定和/或應(yīng)用，并因此新的或不同的子結(jié)構(gòu)可更容易地應(yīng)用于要被生成的物體。

本公開中的示例可以被提供為方法、系統(tǒng)或機(jī)器可讀指令，諸如軟件、硬件、固件等的任何組合。這種機(jī)器可讀指令可被包括在其中或其上具有計(jì)算機(jī)可讀程序代碼的計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)(包括但不限于磁盤存儲器、cd-rom，光學(xué)存儲器等)上。

參考根據(jù)本公開的示例的方法、設(shè)備和系統(tǒng)的流程圖和/或框圖來描述本公開。雖然以上描述的流程圖顯示特定的執(zhí)行順序，但執(zhí)行順序可以與所描述的不同。關(guān)聯(lián)一個流程圖而描述的塊可以與另一流程圖的那些塊相組合。應(yīng)當(dāng)理解，流程圖和/或框圖中的每個流程和/或塊、以及流程圖和/或框圖中的流程和/或圖形的組合可以通過機(jī)器可讀指令來實(shí)現(xiàn)。

機(jī)器可讀指令可以例如由通用計(jì)算機(jī)、專用計(jì)算機(jī)、嵌入式處理器或其它可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備的處理器來執(zhí)行，以實(shí)現(xiàn)說明和附圖中所描述的功能。具體地，諸如處理裝置300等處理器或處理裝置可以執(zhí)行機(jī)器可讀指令。因此，裝置和設(shè)備的功能模塊可以由執(zhí)行在存儲器中存儲的機(jī)器可讀指令的處理器、或者根據(jù)嵌入在邏輯電路中的指令進(jìn)行操作的處理器來實(shí)現(xiàn)。術(shù)語“處理器”應(yīng)被廣義地解釋為包括cpu、處理單元、asic、邏輯單元或可編程門陣列等。方法和功能模塊可以全部由單個處理器執(zhí)行、或者在多個處理器之間分配。

這種機(jī)器可讀指令還可以存儲在計(jì)算機(jī)可讀存儲器中，該計(jì)算機(jī)可讀存儲器可以引導(dǎo)計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備以特定模式進(jìn)行操作。

這種機(jī)器可讀指令還可以被加載到計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備上，使得計(jì)算機(jī)或其他可編程數(shù)據(jù)處理設(shè)備執(zhí)行一系列的操作以產(chǎn)生計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的處理，因此在計(jì)算機(jī)或其他可編程設(shè)備上執(zhí)行的指令提供了用于實(shí)現(xiàn)由流程圖中的流程和/或框圖中的塊所指定的功能的手段。

此外，本文的教導(dǎo)可以以計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品的形式來實(shí)現(xiàn)，計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品被存儲在存儲介質(zhì)中并且包括多個指令，該多個指令用于使計(jì)算機(jī)設(shè)備實(shí)現(xiàn)本公開的示例中所述的方法。

雖然已經(jīng)參考某些示例描述了方法、裝置和相關(guān)方面，但是在不脫離本公開的精神的情況下，可以進(jìn)行各種修改、改變、省略和替換。應(yīng)當(dāng)注意，上述示例用于說明而非限制本文所描述的內(nèi)容，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員將能夠在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下設(shè)計(jì)許多備選實(shí)現(xiàn)。特別地，來自一個示例的特征或塊可以與另一示例的特征/塊組合或被其替代。

用語“包括”并不排除存在除了權(quán)利要求中所列出的元素之外的元素，“一”或“一個”不排除多個，并且單個處理器或其他單元可以實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求中所述的幾個單元的功能。

任何從屬權(quán)利要求的特征可以與任何獨(dú)立權(quán)利要求或其他從屬權(quán)利要求的特征相組合。